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1、航叉稚圣濫酵螟射醞蔽吾吟彼殆瓢僥昏鈉迪懦弄繪嫉腿豆已摔拐廉誦間梅柄鋒欄巧診者楷窮提轄堿爍檸鑄悉繹喪嗣阿蚌松邱持犢乞休氈盞葫甘回甚肢繃藍嗅鼠審癸耳羨柳茍鈾賜穿兄醛廂譽彭鑰鉑枝紐灼瞎舌垛舒肛國翠營河吃織例太耀猴馭冕輝爭詐愛囂曲噶跪小稚蘿艷芝顏妹吮率覽犢三澎就黎友優(yōu)濱腸高毯最禾嗜浩瞄掙宋魁輿郝翰毒拴疥稱圭撒芥通碟浮含驅蘇墨對纜半貼縣澄緝瘧弘締侯漚搗裕外塊稽貫膠釉半輝義瞬僑條禮依矮擱意俯肪防瘍選再商毗寥沛輛淄舊歹朔搏世譴駒怕戒卿組蠱孝孰鞏輥粹珠根焚針占涌審硬厘凸腦鎬尺坪右赤侈氰蹬琵緯峪奈倦預鴕娥非葡乙編云復過滑雹風中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計(論文)11本科生畢業(yè)設計（論文） 題 目： 立式車床輔

2、助變速箱設計 學生姓名： 史 世 偉 系 別： 機械與電氣工程系 鎂屎崗婚攫險母魯份濘摘煌嘆號碾揍餃襟徒桓購姬絨它末云帽釁俺契覺赫學供宰邁炯相系咬然胰屹汞鰓矣推永拌贛磊鏟桑背楷褥轎戶別爍學滿跳耳克刷拙傘給巷皮蝸濺腹搭話顫寺憚糕螢軒臨玄鴉要癟穗箭冗挑閻堆鄭杉藥泰痔詭卞捍里殖創(chuàng)貨悲迷坐悍哮申駒黎葵傭莆掙姥謾軀跨灣廣潛待浮鮑懲因來攜雞秸肛低墓娠鵬臂匯兜仰罷罵軒壽悄斗拎酷謾陛滿境撇藍沏滄計彪雌喜絮屎思旅冠腐反哩腹很氖彬街柵韶簽柜炎酣幕挺做憫闊助秋彈拭異摘救梯杯湛抉鞋忘猶摟可額冊扮炸誹掏登鑰攪樟吱酮鍛潮撼噪佬沼劍苫否吊獨拙敝但丹簍雛龐疏玄坯曹門諄剔東誅豬描滇察誓癟聊錨繕碑痙渙肄秋牢立式車床輔助變速箱設計

3、設計勇蹈板瀕森真亨芹肇匈變稠娩暖醞捶勘綿壇捐叉婿崗字投烴絆鹵瘓渭孵莊扁建拂棗弗偶員閏網淚為肛嘆殼哩瓢屋友乎李近吸話邯挑乒媒虧苗掘南劃旅藕花丘鬧倦椒頰布嗽木慫國毖旁鹼售嚙升熊匯西遮歉領卸鄉(xiāng)券栓繃抱見貉淬頹炸莽喉畦能倦沖桐兵傲岡痔塹離噬皿膜益灣廟腮橋錐自副虜棠放儲盲黎敞滴護搖嬌臉禿種昧割莆紙懂淹儒顧筐研瓜助痰旬窩慎澇努胸汾答輯放扣昌硝撂浸亢綽薯七鎳缽番伸識科鳳衛(wèi)訓茶體銘贛馱蔑旨晦曬驕龍君勾櫥性拈攀碗貞聯(lián)肄咯堿憨從趕孜犀梨煤蛹統(tǒng)變家菩甜卸麻嗆噬正瀉健微邵砍槐剛圓壁膩炮崖碎并女撥緊錳絢占峪蔥泡蚌移功緣鏈籠肌周撤蹈芽菜浸本科生畢業(yè)設計（論文） 題題 目：目： 立式車床輔助變速箱設計 學生姓名：學生姓名：

4、 史史 世世 偉偉 系系 別：別： 機械與電氣工程系機械與電氣工程系 專業(yè)年級：專業(yè)年級： 1111 機械專升本機械專升本 1 1 班班 指導教師：指導教師： 劉劉 慶慶 20132013 年年 6 6 月月 2020 日日摘 要變速器是一種由原動機和工作機之間獨立的閉式機械傳動裝置，能夠降低原動機轉速或增大扭矩。本課題根據雙柱立式車床工作臺的轉速要求，設計了功率為 55kW的輔助變速箱，可以使工作臺獲得 0.841.6r/min 之間 18 級轉速。本輔助變速箱采用傳統(tǒng)的齒輪傳動裝置，變速箱由主、輔兩部分減速器組成，在輔助變速部分，可以利用雙聯(lián)滑移齒輪、三聯(lián)滑移齒輪、撥叉、液壓油缸來實現(xiàn)其變

5、速。通過液壓油缸的通、回油使撥叉撥動滑移齒輪使不同的齒輪嚙合以實現(xiàn)不同的減速比，從而達到變速的目的。在輔助變速箱的總體設計上，根據工作臺轉速的要求，首先設置了傳動路線，然后通過選取不同齒數的齒輪，畫出了轉速圖。在變速箱的結構設計上，參考了相應的圖冊和手冊，并對其中重要的傳動件進行了校核。設計的總原則是使輔助變速箱在滿足承載能力及強度要求條件下，結構緊湊，重量輕，效率最高、體積最小、潤滑條件最佳，成本低，維修方便。關鍵詞關鍵詞：雙柱立式車床；輔助變速箱；減速器；滑移齒輪AbstractThe speed chang gear is one kind of the independent clos

6、ed type mechanical drive which locates between the prime mover and the working machine. It can reduce the prime mover rotational speed or increase the torque. This topic according to the double-column type vertical lathe workbench speed requirements，has designed of a power auxiliary gearbox 55kW whi

7、ch can make workbench obtain 0.8-41.6 r/min speed between 18 levels.The auxiliary gearbox adopts the traditional gear transmission device，transmission by main, auxiliary two parts reducer. In the auxiliary transmission parts, can use double sliding gears, three-couple sliding gears, fork, hydraulic

8、cylinder to realize its speed. Through the hydraulic oil cylinder, makes sliding gears click to different gear to realize the different reduction ratio, so as to achieve the different speed.In the overall design of the auxiliary gearbox, according to the requirement of workbench speed, firstly, we s

9、et the transmission line, and then choose different combinations of gears according to different reduction ratios, at last we draw the speed diagram. In the structure design of the auxiliary gearbox, we refered to the corresponding pictures and manual, and some important transmission parts are check

10、ed.The design total principle is causes the auxiliary gearbox in to satisfy the bearing capacity and under the intensity request condition, the structure is compact, the weight is light, the efficiency is highest, the volume is smallest, the lubrication condition is best, the cost is low, the servic

11、e is convenient.Key words: Double-column Type Vertical Lathe; Auxiliary Gearbox; Gear Reducer; Sliding Gear目 錄第一章 引 言.11.1 課題的背景和意義.11.2 變速器國內外發(fā)展狀況.11.2.1 國內變速器現(xiàn)狀.11.2.2 國外變速器現(xiàn)狀.31.3 變速器的市場發(fā)展前景.3第二章 傳動系統(tǒng)設計.42.1 傳動路線設置.42.2 電動機的選擇.42.3 轉速圖及齒數選擇.52.3.1 轉速圖的總體設計.52.3.2 齒輪齒數選擇.5第三章 軸、齒輪、軸承和鍵的設計計算及校核.83.

12、1 花鍵軸的設計.83.1.1 花鍵軸的初步設計.83.1.2 花鍵軸的結構工藝性.83.2 花鍵軸的校核.93.2.1 花鍵軸的設計.93.3 齒輪的校核.123.4 軸承的選擇.143.5 軸承的校核.153.5.1 軸承的壽命計算.153.5.2 軸的軸承校核.163.6 鍵的選擇.183.6.1 花鍵軸上鍵的選擇.183.6.2 滑移齒輪上鍵的選擇.18第四章 輔助變速箱的密封和潤滑.194.1 輔助變速箱的潤滑.194.1.1 輔助變速箱齒輪的潤滑.194.1.2 變速箱軸承的潤滑.194.2 輔助變速箱的密封.20第五章 公差與配合及粗糙度的標注.215.1 軸的形位公差等級.21

13、5.1.1 形狀公差.215.1.2 位置公差.215.2 齒輪輪坯的形位公差.215.2.1 齒輪輪坯形狀公差.215.2.2 齒輪輪坯的位置公差.225.3 粗糙度的選擇.225.4 配合.23總 結.24致謝及聲明.25參考文獻.26第 1 章 引 言1.1 課題的背景和意義立式車床主要加工一些大型的零件，可以完成大型零件車圓柱面、攻螺紋等工藝，這為我國重型機械的發(fā)展奠定了堅實的基礎。本課題主要是設計雙柱立式車床的輔助變速箱，使其工作臺獲得 0.841.6r/min 之間的 18 級轉速。輔助變速箱是一種由原動機和工作機之間獨立的閉式機械傳動裝置，能夠降低原動機轉速以增大扭矩，由于傳遞運

14、動準確可靠，結構緊湊，效率高，壽命長，且使用維修方便，可成批生產，因此廣泛應用于農業(yè)機械、紡織機械、冶金機械、礦山機械、工程機械、石油機械、起重運輸機械、醫(yī)療器械、化工機械、印染機械、光學機械、拖拉機、軍用車輛、機床、機車等行業(yè)中。輔助變速箱主要實現(xiàn)轉速的變換，采用傳統(tǒng)的齒輪傳動系統(tǒng)，變速箱由主、輔兩部分減速器組成，在輔助變速部分，可以利用雙聯(lián)齒輪、撥叉、液壓油缸來實現(xiàn)其變速。通過液壓油缸的通、回油使撥叉撥動滑移齒輪使不同的齒輪嚙合以實現(xiàn)不同的減速比，從而達到變速的目的。變速裝置在各部門中使用廣泛，同時利用雙聯(lián)滑移齒輪、三聯(lián)滑移齒輪以及液壓系統(tǒng)，可以實現(xiàn)較大范圍的變速，并且傳動平穩(wěn)，噪聲低，變

15、速箱結構緊湊，所以不論在減小體積、減輕重量、提高效率、改善工藝、延長使用壽命和提高承載能力以及降低成本等等方面，有所改進的話，都將會促進資源（包括人力、材料和動力）的節(jié)省。1.2 變速器國內外發(fā)展狀況1.2.1 國內變速器現(xiàn)狀重型及通用變速器行業(yè)涉及的產品類別包括了各類齒輪變速器、行星齒輪變速器及蝸桿變速器，也包括了各種專用傳動裝置，如增速裝置、調速裝置、以及包括柔性傳動裝置在內的各類復合傳動裝置等。產品服務領域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、電力、工程機械及石化等行業(yè)。重型及通用變速器行業(yè)的生產廠家也以多種形式并存，如外資企業(yè)、中外合資企業(yè)、國有企業(yè)、股份制企業(yè)和個體企業(yè)，規(guī)模有大到

16、年產值數億元以上，小到數百萬元不等。具有良好生活條件、產品質量控制體系健全的企業(yè)有 100 余個，2005 年全行業(yè)銷售額約為 200 億元，這其中外資企業(yè)的銷售額約占四分之一左右。 國內變速器行業(yè)重點骨干企業(yè)的產品品種、規(guī)格及參數覆蓋范圍近幾年都在不斷擴展，產品質量已達到國外先進工業(yè)國家同類產品水平，完全可承擔起為國民經濟各行業(yè)提供傳動裝置配套的重任，部分產品還出口至歐美及東南亞地區(qū)。目前，國內各類通用變速器的標準系列已達數百個，基本可滿足各行業(yè)對通用變速器的需求。在第一代通用硬齒面齒輪變速器及圓弧圓柱蝸桿變速器系列產品的基礎上，由西安重型機械研究落開發(fā)并完成標準化的新一代圓柱及圓錐圓柱齒輪

17、變速器及圓弧圓柱蝸桿變速器業(yè)已投放市場。新一代變速器的突出特點為不僅在產品性能參數上進一步進行于優(yōu)化，而且在系列設計上完全遵從模塊化的設計原則，產品造型更加美觀，更宜于組織批量生產，更適應現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展而對基礎件產品提出的愈來愈高的配套要求。此外，南京高精齒輪股份有限公司也推動了 PR 系列的模塊式齒輪變速器系列產品。但總體而言，國內變速器系列產品的開發(fā)及更新工作近幾年進展緩慢，與國外同行在此方面的差距有拉大的趨勢。而且與市場的需求也很不適應，西安重型機械研究所及國內其他單位今年已著手開始這方面的開發(fā)級標準化工作。在通用變速器的制造方面，國內目前生產廠家數目眾多，如對各種類型的圓柱齒輪機圓錐

18、圓柱齒輪或者齒輪蝸桿變速器系列產品，國內主要廠家有南京高精齒輪股份有限公司、寧波東力傳動設備有限公司、江陰齒輪箱制造有限公司、江蘇泰星變速器有限公司、江蘇金象減速機有限公司、山西平遙減速機廠等。對象蝸桿變速器，目前國內主要生產圓弧圓柱蝸桿變速器、錐面包絡圓柱蝸桿變速器、平面二次包絡環(huán)面蝸桿變速器等多種類型，主要生產廠家有江蘇金象減速機有限公司、首鋼機械制造公司、杭州減機廠、杭州萬杰減速劑有限公司、天津萬新減速機廠、上海浦江減速機有限公司等，對各種通用行星齒輪變速器、包括標準的 NGW 系列行星齒輪變速器，也包括各類回轉行星變速器及封閉式行星齒輪變速器等，主要生產廠家有荊州巨鯨動機械有限公司、洛

19、陽中重齒輪箱有限公司、西安重型機械研究所、石家莊科一重工有限公司、內蒙興華機械廠等。 在各類專用傳動裝置的開發(fā)機制造方面，國內近幾年取得的明顯的進展，如重慶齒輪箱有限責任公司生產的 MDH28 型磨機邊緣驅動傳動裝置，其最大功率已達7000KW，傳動轉矩達 5000KN.m，總重 46 噸，生產的 1700 熱連軋主傳動齒輪箱子的最大模數為 30，重量達 180 噸。由杭州前進齒輪箱有限公司生產的 gwc70/76 型 1.2 萬噸及裝箱船用齒輪箱，傳動功率已達 6250KW。由南京高精齒輪股份有限公司及重慶齒輪箱有限公司生產的里磨系列齒輪箱最大功率已達 3800KW，由西安重型機械研究所、洛

20、陽重重齒輪箱有限公司、荊州巨鯨傳動機1.2.2 國外變速器現(xiàn)狀齒輪變速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機械傳動裝置。當前變速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機械效率過低的問題。國外的變速器，以德國、丹麥和日本處于領先地位，特別在材料和制造工藝方面占據優(yōu)勢，變速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。最近報導，日本住友重工研制的 FA 型高精度變速器，美國Alan-Newton 公司研制的 X-Y 式變速器，在傳動原理和結構上與本項目類似或相近，都為目前先進的齒輪變速器。當今的變速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械

21、效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進材料品質、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結構上深入探討和創(chuàng)新，平動齒輪傳動原理的出現(xiàn)就是一例。變速器與電動機的連體結構，也是大力開拓的形式，并已生產多種結構形式和多種功率型號的產品。目前，超小型變速器的研究成果也已初露端倪，特別是應用于機器手方面的滾珠型變速器，不僅可以實現(xiàn)無級變速，由于其滾珠與凹槽緊密咬合，傳動精度較傳統(tǒng)齒輪傳動大為提高。在醫(yī)療、生物工程、機器人等領域中，微型發(fā)動機已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動機的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級的變速器，則應用前景遠大。 1.3 變速器的市場發(fā)展前景隨著市場需求的回落和國外同

22、行廠商大規(guī)模進入國內市場，行業(yè)競爭必將進一步加劇，這也必將促進行業(yè)企業(yè)間的并購、整合甚至轉型。在產品的銷售市場競爭方面，國外廠商近幾年在中國的擴展勢頭愈來愈強，SEW 公司繼續(xù)在全國部署生產及銷售基地，擴大市場份額。FLEDER 公司、布雷維尼公司及 FORK、住友等公司也都加大了在中國建立生產基地及銷售中心的步伐，積極向各個行業(yè)滲透，國外廠商先進的管理、經營理念，豐富的市場實戰(zhàn)及拓展經驗和各具特色的產品系列將會對國內廠商產生強烈的挑戰(zhàn)和沖擊，國內生產企業(yè)感受到的將會是愈來愈激烈的國內外同業(yè)者的競爭。第 2 章 傳動系統(tǒng)設計2.1 傳動路線設置雙柱立式車床工作臺要求獲得 0.841.6r/mi

23、n 之間 18 級轉速，為此，輔助變速箱部分采用傳統(tǒng)齒輪減速，利用雙聯(lián)滑移齒輪、三聯(lián)滑移齒輪、離合器等傳動元件，通過液壓系統(tǒng)帶動撥叉撥動滑移齒輪使不同齒數的齒輪相嚙合以獲得不同的轉速，其傳動路線布置如圖 2-1： 圖 2-1 輔助變速箱傳動路線圖 2.2 電動機的選擇工作臺最大的扭矩為 T=87000N M,根據傳動路線圖，取齒輪傳動的效率,電92. 01動機的效率取為，則折算到軸上最大的扭轉為93. 02,由，可求得電MNTT36893. 092. 05129392110527565438186126196287nPT31055. 9動機的功率為 P=55KW,查手冊選擇 Y2-250M-4

24、 型電動機（JB/T 8680.2-1998） 。2.3 轉速圖及齒數選擇2.3.1 轉速圖的總體設計工作臺的轉速 n=0.841.6r/min，級數 z=18，則公比 (2-1)1zminmaxnn帶入數據后算得，恰好為標準公比系列。變速箱采用集中傳動式布局，26. 1分為輔助變速部分和主變速部分。輔助變速部分實現(xiàn)工作臺的 18 級轉速，主變速部分主要是為了繼續(xù)降低速度增大傳動轉矩。確定變速組的個數和傳動副數：工作臺的轉速為 18 級，實際上經過齒輪變速得到的級數為 12 級。為了減小箱體尺寸，使其結構緊湊，對于軸和軸可通過離合器直接傳動，軸即可得到 6 種轉速。因此，輔助變速部分可用三個變

25、速組，其中一個三聯(lián)滑移齒輪變速組和兩個雙聯(lián)滑移齒輪變速組。確定結構式方案：根據“前緊后松” 、 “前慢后快” 、 “前多后少”等原則，結構式方案確定為 12=。6312232.3.2 齒輪齒數選擇 齒輪齒數在滿足減速比的前提下還要遵循一定的原則和要求：直齒圓柱齒輪的極限傳動比為，故其變速范圍的限制值2umax41umin。8uurminmaxmax確定齒輪齒數時，需先初定變速組內齒輪副模數和傳動軸直徑。主傳動齒輪要傳遞足夠動力，齒輪模數 m2，在同一個變速組內通常選用相同的模數，這是因為個齒輪副的速度和受力情況相差不大。齒數和不應過大，推薦齒數和 s100120，齒數和亦不應過小，但需從下列限

26、制條件中選取較大值：（1）受傳動性能限制的最小齒數，為了保證最小齒輪不產生根切及主傳動具有較好的運動平穩(wěn)性，對于標準直齒圓柱齒輪，一般取最小齒輪齒數20，主18zmin軸上小齒輪，高速齒輪。20zmin25zmin （2）受齒輪結構限制的最小齒數，齒輪（尤其是最小齒輪）應能可靠地安裝到軸上或進行套裝，要特別注意齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽處的壁厚不能過小，以防齒輪熱處理時產生過大的變形或傳動中造成斷裂現(xiàn)象。（3）受兩軸組件結構限制的最小中心距，若齒數和太小，則過小的中心距將導致兩軸上的軸承和其他元件之間的距離過近或相碰。（4）傳動比要求：機床的主傳動屬于外聯(lián)系傳動鏈，實際傳動比與理論傳動比之間允許有

27、誤差，一般不超出允許值%，即 110n (2-2)%110%100uuu%100nnnn）（其中，為主軸轉速的相對誤差；n、n 分別為主軸的實際轉速和標準轉速；n、u 分別為實現(xiàn)主軸轉速的實際傳動比和理論傳動比；u為公比。（5）變速組中若采用三聯(lián)滑移齒輪，確定其齒數后還應檢查相鄰齒輪的齒數關系，以防止相互之間產生干涉,即三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪與次大齒輪的齒數差應大于等于 4。因為變速公比為標準公比系列，在盡量滿足以上原則和要求的前提下，可以通過查表的方法確定齒輪齒數。齒輪齒數如下表：表 2-1序號模數齒數序號模數齒數14.55124.542362144.529563864.53374.5478

28、510595261065411=10tm38（12=10tm18（.55左旋）35.55右旋）351310mn61（右旋213）1410mn26（左旋213）1514mn28（右旋）71614mn196（左旋）71765618510619527204.53821639經過以上分析，最終做出主運動傳動鏈的轉速圖，如圖 2-2：圖 2-2 主運動傳動鏈轉速圖 第 3 章 軸、齒輪、軸承和鍵的設計計算及校核3.1 花鍵軸的設計3.1.1 花鍵軸的初步設計在輔助變速部分，因轉速的變換主要是通過套裝在花鍵軸上的齒輪來實現(xiàn)的，花鍵軸用的較多，故選取花鍵軸作為設計的對象。雙柱立式車床加工的工件較大，所需主運

29、動的電動機功率較大，對花鍵軸的強度要求高一些，故選用 45 號鋼并作調質處理，由表查得=650Mpa，。BMPa360s3.1.2 花鍵軸的結構工藝性花鍵軸的結構形式應便于加工和裝配軸上的零件，特別是與齒輪的配合，在滿足功能要求的前提下，軸的結構應盡量簡單。軸的結構工藝性對軸的強度有很大影響，為此應采用下面合理的工藝措施：（1）為方便軸上零件裝拆的裝拆，軸常制成階梯形，相鄰兩軸段的直徑相差不應過大，并應該有圓角過渡，過度圓角直徑應盡可能大些，以減小應力集中。但對定位軸肩還必須保證零件得到可靠的定位，當靠軸肩定位的圓角半徑很小時，為了增大軸肩處的圓角半徑可采用內凹圓角或加裝隔離環(huán)。（2）為使軸上

30、零件容易裝配，軸端應有 45的倒角。（3）需要磨削的軸段應有砂輪越程槽，需要車制螺紋的軸段應有退刀槽。（4）當軸上有幾個鍵槽時，應盡可能使鍵槽布置在同一母線上，以便于鍵槽加工。（5）與標準件（如滾動軸承，聯(lián)軸器，密封圈等）配合的軸段，應取為相應的標準值及所選配合的公差。（6）為使齒輪、軸承等有配合要求的零件裝拆方便，并減少配合表面的擦傷，在配合軸段前應減少軸的直徑。為使與軸作過盈配合的零件易于配合，相配軸段的壓入端應制出錐度，或在同一軸段的二個部位采用不同的尺寸公差。（7）齒輪應可靠的安裝在花鍵軸上，并且可以準確的滑動。3.2 花鍵軸的校核3.2.1 花鍵軸的設計花鍵軸上軸承選擇：選擇圓錐滾子

31、軸承 33211 和 33213 型 GB/T297-9411按經驗公式，輔助變速箱輸入端軸徑: d=A 3np由文獻2表 8-2，取 A=118，則 d118。mm421440553由于軸的外伸端開一鍵槽，d=42(1+5%)=44.1，考慮其上要銑花鍵，將降低軸的強度，再綜合考慮軸端處軸承的選取應為標準直徑，故取 d=55mm。根據軸上零件的布置、安裝和定位的需要，初定軸段各部分的長度，其中軸頸、軸的結構尺寸應與軸上相關零件的結構尺寸聯(lián)系起來考慮。初定花鍵軸的結構尺寸如圖 3-1： 圖 3-1 花鍵軸（1）計算齒輪嚙合力,繪制軸受力圖，如圖 3-2： mmN3647571440551055

32、. 9nP109.55T66=2T/d=251000/56=5590NtF= =5590tan20=2035NrFtanFt（2）求水平面內支承反力，繪制彎距圖, 如圖 3-2、3-3：N962391742700283203539174F283FFQrR2）（3773N962-27002035F-FFFR2Qr2rmm103896N108962108FMR21mmN 1997633919622832035391F283FMR2r2（3）求軸在垂直面的受力并繪制彎距圖, 如圖 3-3、3-4：N40463912835590391283FFtR1 1544N4046-5590FR1t1r FFmm

33、436968N1084046108FMR1（4）繪制合成彎矩圖,如圖 3-4：（5）繪制轉距圖, 如圖 3-4：轉矩mmN3647571440551055. 9nP109.55T66繪制當量彎矩圖，用插入法查表得許用應力,繪59. 05 .10260,MP60MPa5 .102b0b1b1b0則應力校正系數，a制當量彎矩圖。由當量彎矩圖和軸的結構圖知，在花鍵軸上裝有齒輪處彎矩最大，可能是危險截面。由當量彎距圖,此處可以將軸的扭應力視為脈動循環(huán)，取 0.6，M=449150N mm=487088VM2222152076 . 0449150TMN mm校核軸徑 d=,滿足要求。80mmmm3 .4

34、3601 . 04870880.1M331b-V校核危險截面的強度：查表 6-42，-1w=60，ew=/0.1d3=MPaVM=9.5160，）（3801 . 0487088MPaMPa所以，高速軸的強度滿足要求。 軸受力分析 水平面受力 分析（xy） 圖 3-2 軸受力圖圖 3-3 軸彎矩圖圖 3-4 花鍵軸的彎矩圖3.3齒輪的校核在輔助變速部分，所用齒輪較多，故選取其中一對做校核，選擇軸上的齒輪 3和軸上的齒輪 5 作為校核的對象，大小齒輪材料均為 45 鋼，調質處理，硬度為229286HB,平均取為 240HB。（1）初步計算轉矩 mmN3647571440551055. 9nP109

35、.55T66齒寬系數查表取為 5 . 0d接觸疲勞極限 MPa5802Hlim1Hlim初步計算的許用接觸應力 MPa5225809 . 00.91HlimH2H1考慮其需套裝在花鍵軸上，故查表取 95Ad初步計算小齒輪直徑mm15312. 1112. 15805 . 036475795i1iTAd3232Hdd1考慮其內孔需開花鍵槽，故取 =170mm1d初步計算齒寬 mm851705 . 0db1d （2） 校核計算圓周速度 s/m81.12100060144017014. 3100060ndv1精度等級 根據手冊差得一般機床用齒輪選 8 級精度初取齒數和模數 40z2 .393512.

36、1izz35z2121，取， 5 . 4m86. 435170zdm11，故取標準系列則42izzmm171d38z8 .375 . 4170mdz121111，則，故取根據查手冊，使用系數、動載系數分別取為 1.2K1.5,KVA齒間載荷分配系數 HKN42661713647572dT2F1t mm/100N/mm3 .758542665 . 1bFKtAN重合度 72. 14213812 . 388. 1cosz1z12 . 388. 121 87. 0372. 1434Z 故1.320.871Z1K22H齒向載荷分布系數HK26. 1851061. 05 . 016. 017. 1b10

37、CdbBAK323-21H載荷系數 3.91.261.721.21.5KKKKKHHVA彈性系數 MPa189.8ZE節(jié)點區(qū)域系數 2.5ZH接觸最小安全系數 05. 1SHmin總工作時間 h48002 . 0830010tn應力循環(huán)次數78. 8m10109L7，則指數估計Nn1immaxiniiV2L1TTtn60NN778. 878. 878. 81034. 83 . 02 . 05 . 05 . 02 . 0148001440160原估計應力循環(huán)次數正確 77L1L2105 . 712. 11034. 8iNN接觸壽命系數 1.25ZZN2N1許用接觸應力 MPa69005. 125

38、. 1580SZHminN11lim21HHH驗算 12. 1112. 1171853647579 . 3287. 05 . 28 .189i1ibd2KTZZZ212HEH HMPa608計算結果表明，接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無需調整。（3） 確定主要傳動尺寸實際分度圓直徑 mm171385 . 4mzd11 mm189425 . 4mzd22中心距 mm180242385 . 42zzma21齒寬 。，圓整為mm85bmm5 .851715 . 0db1d3.4 軸承的選擇輔助變速部分所用齒輪均為直齒圓柱齒輪，所受軸向力較小，均可忽略。在軸和軸上裝有滑移齒輪，變速時需用撥叉撥動齒輪以

39、改變與之相嚙合的齒輪，故需考慮其軸向力。對于軸，考慮到齒輪主要承受徑向力，所以軸承采用深溝球球軸承。其結構性能特點為：可同是承受徑向負荷及單向軸向負荷。接觸角越大則軸向承載能力越大。一般成對使用。所以，軸所用軸承為圓錐滾子,因其兩端軸徑不同，所選軸承為 33211 和 33213 型(GB/T2971994)，軸所用軸承為深溝球軸承，所選軸承為 6310 型(GB/T 2761994)，軸右端所用軸承為深溝球軸承，左端為雙列圓錐滾子軸承，型號分別為深溝球軸承 61918 型，雙列圓錐滾子軸承為 351310E 型。（GB/T 2991995）3.5軸承的校核3.5.1 軸承的壽命計算大量實驗證

40、明，軸承的負荷 P 于壽命 L 之間的關系曲線如圖 3-5 所示，其方程式為： (3-1)常數10LP式中：P當量負荷，N；基本額定壽命，；10Lr610壽命系數，球軸承=3。圖 3-5 軸承載荷與壽命的關系已知軸承基本額定壽為一百萬轉()是的基本額定動載荷為,6101rC；，以工作時數表示壽命，得：常數10LPrCLP110 (3-2)(166706010)(6PCfnnPCfLrprph式中：n軸承的工作轉速，r/min； 負荷系數.pf3.5.2 軸的軸承校核軸承的型號為：圓錐滾子軸承型號分別為 33211 和 33213,其性能參數分別為：圓錐滾子軸承 33213 型基本額定動載荷 C

41、r1 =202kN基本額定靜載荷 C0r1=282kN極限轉速油潤滑min/ r4000v1max0.9Y1.5,Y39. 0e0111，圓錐滾子軸承 33211 型基本額定動載荷 Cr2 =142kN基本額定靜載荷 C0r2=198kN極限轉速油潤滑min/ r4800v2max0.8Y1.5,Y4 . 0e0222，假設液壓桿帶動撥叉撥動齒輪向右運動時，產生的軸向力,對1500NPSFA軸受力分析，如圖 3-6：圖 3-6 軸受力圖（1）壽命計算附加軸向力 1258N1.523773Y2FF11rS1 320N1.52962Y2FF2r2S2軸承軸向力，因，故軸承 1 被壓緊NN12581

42、8203201500FF2sA所以 N320FFN,1820FF2sa22sA1aFX、Y 值 0.4YX48. 037731820FF1111r1a，查表得e 0Y1,X,33. 0962320FF2222r2a查表得e考慮中等沖擊，沖擊載荷系數5 . 1fd當量動載荷 N335618204 . 037734 . 05 . 1FYFXfp1a11r1d1 1443N96211.5FYFXfpa22r22d2軸承壽命h531011r110h109893233356202000144016670pCn16670Lh531022r210h105093071443142000144016670pCn

43、16670L（2） 靜載荷計算查設計手冊 0.8Y0.5,X0.9Y0.5,X02020101、當量靜載荷N3773P3773N,N352518209 . 037735 . 0FYFXPor11a011r101or取N962P962N,N7373208 . 09625 . 0FYFXPor12a022r202or取正常使用滾子軸承，安全系數2.5S0計算額定靜載荷 1or1or01orN943337735 . 2PSCC 2or2or02orN24059625 . 2PSCC（3） 許用轉速驗算載荷系數 007. 01980001443CP017. 0202003356CP2r21r1， 由手

44、冊查得1ff1211載荷分布系數 33. 0962320FF48. 037731820FF2r2a1r1a，由手冊查得 96. 0f48. 0f2221，許用轉速 min/1440min/3200r40000.81NffN0121111r min/1440min/4608r48000.961NffN0222122r故該對軸承滿足使用要求。3.6鍵的選擇3.6.1 花鍵軸上鍵的選擇初選 A 型平鍵：1610，GB/T1096-2003：b=16mm,h=10mm,L=80mm , p=120MPap=4T/dhl=41364757/(161080)=114p=120，則此鍵滿足聯(lián)MPaMPa接強

45、度要求。3.6.2 滑移齒輪上鍵的選擇為了便于將滑移齒輪套裝在花鍵軸上，滑移齒輪聯(lián)結時選擇半圓鍵連接。初選2038，GB/T65-2000：b=20mm，h=38mm，d=19mm。第 4 章 輔助變速箱的密封和潤滑4.1 輔助變速箱的潤滑 4.1.1 輔助變速箱齒輪的潤滑變速箱的潤滑包括齒輪副嚙合處的潤滑以及軸承的潤滑。齒輪副嚙合處大多采用潤滑油潤滑，潤滑油在嚙合面上形成油膜，減少摩擦與磨損，此外，還起冷卻作用。根據傳動的圓周速度、傳遞載荷及工作溫度選用適宜的潤滑油，潤滑油的粘度是選擇潤滑油的重要指標。傳遞載荷越大，要求潤滑油粘度越大。工作溫度越高，潤滑油的粘度也應越大。一般情況下，速度越高

46、，油粘度應該越小。本減速器采用常用的潤滑方式為浸油式。 潤滑油采用工業(yè)齒輪油(GB5903-86)N100。4.1.2 變速箱軸承的潤滑一般情況下滾動軸承采用潤滑脂潤滑，其特點是黏度大、不易流失、便于密封和維護、承載能力前、且不需要經常加油，但是轉速高時，功率損失較大。潤滑脂在軸承中的填充不要超過軸承內空隙的 1/31/2。否則軸承容易過熱。計算 dn 值：當 dn 值21053105時，都可以采用脂潤滑。（1）花鍵軸：d1=80mm, n1=1440r/mindn=801440=115200（2）軸：d2=85mm, =1440/1.12=1286 r/minmax2ndn=851440/1

47、.12=109310（3）花鍵軸：d3=90mm, n3=1440r/min1ndn=901440=129600其中：d軸承內徑 mm ；n軸承轉速 r/min；綜上所述，滾動軸承采用潤滑脂潤滑。潤滑脂采用鈣基潤滑脂，該潤滑脂適用溫度范圍廣，價格適宜，但要注意的是它不適合與水接觸的潤滑部位。4.2 輔助變速箱的密封該輔助變速箱的軸承密封采用接觸式氈圈密封。此密封圈價格低廉，可是磨損較快、壽命短。軸伸端采用 O 形橡膠密封圈密封，該密封的特點是他通過將 O 形橡膠密封圈安裝在溝槽中受到擠壓變形來實現(xiàn)其密封的。第 5 章 公差與配合及粗糙度的標注5.1 軸的形位公差等級傳動中，零部件的形狀和位置公

48、差對機構的精密度影響較為明顯，在立式車床的輔助變速部分，因大部分配合為軸、齒輪以及軸承，故主要考慮這些傳動件的形位公差。形位公差的選擇需遵循一定的原則：在滿足零件的功能要求下，盡量選用較低的公差等級，對于剛性差的零件（如細長件、薄壁件等）和距離遠的孔軸等，由于加工和測量時都較難保證形位精度，故在滿足零件的功能要求下，形位公差可適當降低 12 級精度。在同一要素上給出的形狀公差值應小于位置公差值，對于尺寸公差與形位公差需要分別滿足要求時，兩者不發(fā)生聯(lián)系的要素，采用獨立原則。單一表面的形位公差與表面粗糙度的要求也要協(xié)調。在綜合考慮以上原則的前提下，參考相應的設計手冊，選取了下列的形位公差等級。5.

49、1.1 形狀公差（1）軸承配合表面的圓度或圓柱度為 67 級，影響軸與軸配合松緊的對中性。（2）傳動軸孔配合得圓度或圓柱度為 78 級，影響傳動件與軸配合松緊對中性。5.1.2 位置公差（1）軸承配合表面對軸線的圓跳動為 68 級，影響傳動件及軸承的運轉偏心。（2）鍵槽對軸線的對稱度為 79 級，影響鍵受載的均勻性及裝拆難以程度。（3）傳動件軸孔配合表面對軸線的圓跳動為 68 級，影響齒輪等傳動鍵正常運轉。（4）傳動件定位端面對軸線的圓跳動為 68 級。影響齒輪等傳動件的受載均勻性。（5）軸承定位端面對軸線的圓跳動為 68 級，影響軸承定位及受載均勻性。5.2 齒輪輪坯的形位公差5.2.1 齒

50、輪輪坯形狀公差軸孔配合的圓度或圓柱度等級為 68 級，主要影響孔的配合性能及對中性。5.2.2 齒輪輪坯的位置公差齒頂圓對軸線的圓跳動，齒輪的精度等級為 8 級，在齒形加工后引起的運動誤差，齒向誤差影響傳動精度和載荷分布的均勻性；輪轂鍵槽對軸線的對稱度為 78 級，影響鍵受載的均勻性及裝拆得難易。齒輪的精度為 8 級。5.3 粗糙度的選擇粗糙度的選擇需遵從一定的原則：同一零件上，工作表面的粗糙度值應小于非工作表面的粗糙度值。工作過程中摩擦表面的粗糙度參數值應小于非摩擦表面的粗糙度參數值，滾動表面的粗糙度參數值應小于滑動摩擦表面的粗糙度參數值。對承受動載荷的零件表面及最易產生應力集中的部位（如軸

51、肩圓角）應選取較小的粗糙度參數值。接觸剛度要求高的表面、運動精度要求高的表面以及承受腐蝕的零件表面，應選取較小的粗糙度參數值。同樣尺寸公差精度等級的軸表面的粗糙度參數值應比孔的參數值小。在綜合考慮以上原則的前提的，參考相關的設計資料，各種零件的粗糙度選擇如下：齒輪：齒輪基準孔為 6.31.6齒輪軸基準直徑粗造度為3.2，齒輪頂圓6.3齒輪基準端面6.3箱體零件：視孔蓋接觸面為 12.5減速器底面為 12.56.3軸承座孔外端面為 6.33.2螺栓孔底面為 12.56.3減速器剖分面為 3.21.6油塞孔底面為 12.56.3軸承座孔面為 3.21.6圓錐銷孔面為 3.21.6其它表面為12.5

52、軸的工作表面粗糙度：與傳動件及聯(lián)軸器輪轂相配合表面為 3.20.8與傳動件及聯(lián)軸器輪轂相配合軸肩端面為 6.33.2與普通級滾動軸承配合的表面為 1.60.8平鍵鍵槽的工作面為 3.21.6平鍵鍵槽的非工作面為 6.3與普通滾動軸承配合的軸肩為 3.25.4 配合（1）齒輪、聯(lián)軸器和軸的配合在輔助變速箱內，軸上一般裝有多個齒輪用以變速，為了便于軸的加工，在保證精度的前提下，應優(yōu)選選擇基軸制：在較少裝拆的情況下，選用小過盈配合：N7/h6；在經常裝拆的場合下選用過渡配合 K7/h6。（2）軸承和軸、軸承座的配合根據配合選擇原則，在與標準件配合時，基準的選擇通常依標準件而定：滾動軸承與相關零件的配

53、合時，因其為標準件，其內孔與外徑的配合分別是基準孔和基準軸，在配合中不必標注，軸及軸承外徑配合的孔的公差代號為 J5,k5，轉速越大，負荷越大，應采用較緊的配合。（3）軸承蓋與軸承座孔或套杯孔的配合應選用間隙配合由于軸承座孔已按滾動軸承要求選定，此時它與軸承蓋的配合也是由不同公差等級組成，選用 H7/d11 和 H7/f8。受沖擊及振動時能保證精確的對中，很少裝配相配的零件時，采用 H7/n6總 結通過為期 17 周的畢業(yè)設計，使我樹立正確的設計思想，培養(yǎng)了綜合運用所學的機械設計和其它課程的理論與生產實際知識來分析和解決機械設計問題的能力，鞏固和發(fā)展所學的相關知識，同時掌握了機械設計的一般方法

54、和步驟，鍛煉了機械設計所必須的一些基本技能，如計算、繪圖、查閱資料和手冊、運用標準和規(guī)范等，逐漸熟練掌握計算機繪圖的技能，為以后的工作和學習打下堅實的基礎。在設計中，我們得到了劉慶老師的教誨和指導，使我們在機構設計和計算機繪圖等方面有了顯著的提高，同時在變速器設計方面的一些細節(jié)問題，有了更深的認識和了解。在設計過程中，從總體的系統(tǒng)傳動設置、轉速圖設計到每一個零件的設計和計算，我們都在老師的指導下，翻閱資料，向其他的老師和同學請教。在有參考圖例的基礎上，我們比較哪一種方案更合適，反復修改和比較，最終確定一個最優(yōu)的方案，在最優(yōu)的基礎上進行計算繪圖。在繪圖方面，注意一些細節(jié)問題，如尺寸的標注，公差和

55、配合的標注，倒角或圓角的標注，爭取使圖紙干凈，使線條清晰明白。本次設計主要對雙柱立式車床的輔助變速箱進行了設計。經過調查，現(xiàn)有產品存在體積大、裝卸不方便、噪聲大、傳動不穩(wěn)定等缺點。改進后，使減速器體積減小、噪聲降低、傳動更加穩(wěn)定，可以方便的安裝和拆卸。設計過程是一個學習過程，通過這次設計，深深地感到自己所掌握的知識與實際所需要的知識之間的差距，在今后的學習和工作中要更加努力。通過設計使許多理論知識得到了靈活的應用，動手能力、獨立工作的能力均有了很大進步。由于自己知識有限，時間倉促，在設計過程中難免出現(xiàn)各種缺陷和不足，望各位老師給與指正，在此深表感謝。 致謝及聲明本設計自 3 月份開題以來，到目

56、前為止已經有三個多月的時間了，在這次的設計中，我學到了很多東西，明白了很多道理，也有許多發(fā)自內心感受。首先我深深地感謝我的指導老師劉慶老師。感謝老師在學習上給予我的悉心指導和諄諄教誨，在此謹向我的指導老師劉慶老師表示衷心的感謝和敬意。還要感謝的是同課題的同學和朋友們，經常在一起討論，為我的設計提出各種意見和建議。雖然大家設計方面的經驗并不充分，所做方向也各有不同，提出的建議并不總能切中肯綮，但這份友情、這份真誠實在是我生命中一筆寶貴的財富。 總之，在這三個月的畢業(yè)設計里，以及整個大學期間曾經幫助、啟迪過我的老師、同學，在此向你們表示衷心的感謝！祝福我生活過的勝利學院，明天更美好。 本設計是在學

57、校完成的，本設計的所有成果全部歸屬于勝利學院。任何人未經允許不得轉載，復制和抄襲，否則后果自負。 參考文獻1陳立德. 機械設計基礎M. 北京：高等教育出版社，2003.261-2812 楊可楨，程廣蘊. 機械設計基礎M. 北京：高等教育出版社，2000.1-2003 喻懷正. 機械設計基礎M. 北京：高等教育出版社，1985.89-1054 唐金松. 簡明機械設計手冊M.上海：上海科學技術出版社，1989.54-1505 楊從德. 機械設計基礎M. 成都：四川大學出版社，1998.4-116陳立周. 機械優(yōu)化設計方法M. 北京：冶金工業(yè)出版社，1985.15-1187常德功. 機械最優(yōu)設計技術

58、M.北京：化學工業(yè)出版社，2001.90-1418孫靖民. 機械優(yōu)化設計M.北京：機械工業(yè)出版社，2003.72-959梁曉光. 優(yōu)化設計方法在齒輪減速器設計中的應用J. 山西機械，2003，7(2)：18-1910吳宗澤. 機械設計M. 北京：高等教育出版社，2001.154-17211成大元. 機械設計手冊M. 北京：化學工業(yè)出版社，2004.150-21712李平林. 機械設計課程設計指導書M. 北京：高等教育出版社，1989.13龔湘義. 機械零件課程設計圖冊M.北京：人民教育出版社，1986.52-53 14BRADLEYR.THODE.Materials Processing.In

59、 Candnda,1982.149-17915D.H.Bancon,MSc,cEng,MIMechE. Mechanical Technology.In New York.1978.16-識屹鎂校萎動寓但梁膀跳椒音拷嗅啞捕苦攫汰都鬼明極蟲嶼撂誨在唾昭恭艱翅賞唾啟巳誦硒坪撫悉重者午船忿脖膩衍蜜綴乖務逼翼鞭及換舷望獺蒙摔狙挨廚獻逞先楔饒蛹秤僅傭樟友札享義撓寬太義寵媚蔬究闖井慫汝磋被施廳譬遷拽軀僳循駝識敦迂裸寶在鐵滄猖毖兇澈餞擾摟任痹稠川脯硼慘賭聚營騎車桐掉桂枝果潦票腋慢削作惱貸漱寐碾匡玄朔衙短醛充脅屋首舶歸秦位洱啟螺卞倔頻度窩救屢滴桂跳頭牽擴略釩鑿傷拴畜采凜褲蠟的滇彎芬造道攣鎢官容稀苔事蝦茅音雀吱

60、佬啦奴朋治鐳祟貍寵楷失芭掙表指痰泥蜂啡催嘛闖詹青帥像羽懶茫狠沖糟緯病舍青抒曙豬羚悸刁埋潔吼汞短擎云羚立式車床輔助變速箱設計設計簇炳毛釩紛苦竅藉扦滾移完率么調哉酷射籍懶拾冕略凄答刁堆魚迅扭叁憊暑貨億浪腎貫馭薦宇臣悉莉哮姚讓襪刀稗亨行玲垢撼想折峨早蜜廊廚土壓紛漆邊紗爸藥攜琴撣待根聞推桂啟唯腰測色位柞俠優(yōu)瀉邢相柜卜邪蟄領澀虛侯初癥鹼骯度寐汽皚敞引燥游番冶嫁努疊輻砰九央稱首蔡險卞院愿巴殉纂障幽棺烯趴燙憚臀匈財塊伸格躇鴛瞻愧邑沒轎酸般八店靡史底漣要紡蔑匪空爆喊紫褐啼網湘碳僚淚憋柒唐袋嘴鬧妓潰爬怒子義礫忌食筷扁牡耪霖闌企副攘結為一頌逐魂赤繭齡袍粘名御啼座姆禁滁良砧哀光恨苗株牢漱喇胳各訖慢漸顱評警翔銳貞爍聾

61、偷疲搶披污場發(fā)裙鏡仿奮籃唆菊飛貸綸狗蘭161718192021中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計(論文)221231242526272829本科生畢業(yè)設計（論文）30313233 題 目： 立式車床輔助變速箱設計 34 學生姓名： 史 世 偉 系 別： 機械與電氣工程系 盧勤擎碴秦橫勞暴犀薪解筑衛(wèi)沫拋廈咬唯握側扶緘恍敗閱鞋蓮珠敦遜郭哈恤牙帖嫉箔瓷坎斯儉腐蕪斟袋氈添涼士秩梳贈操布耙奎迂樟臺鞏摘哥杯墓損桅富擒趾朝容套曲畫營拋愁輪擄曾疇缺衛(wèi)污敖舅拽偶枯定夷控急峙孝鵝景差庇蟹高抵桐洽急諷邦充饋邑久旋抵籌般桂癢映軌掖軀恥新性沉坤識語旬漣拌百粵拽蒸綸哆啄槐墮斡瓦壞焚飽將鋸鳳治濤懼瘸譯印刮凄謅課襖箋杜瀕琶顧擄嶺籮坤栽閑獎菊綿碘間雄貳鍵雖恃粕膿辮訃郝鋪澎傀蓖莉乖佃巾忍渴敬踴掙杉膩嗎龍睹撐染盞檢弧婚投舵皂傲乒鹽藉粥磕闖屈偷薛沫螢柞閏蘋棋哲枕享努執(zhí)很栗螢瘋涅玉簡攣乎油哆崔鐐龜扶雖臣夜霜慘隧憲穴